Устройство для преобразованиячастотно-зависимых напряжений

Сфвз Сфветсиик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл,з с присоединением заявки Ио(23) Приоритет С 01 й 23/16 Госуаарствеииый комитет СССР ио идам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения ститут ф огни им. И.П, П(54) УСТРОИСТВО дЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТНО-ЗАВИСИМЫХ НАПРЯИЕНИЙ 5 О блок-схема на фиг.2 на- ос 2 Изобретение относится к анализаторам сигналов и может быть использовано в анализаторах сигналов сложной формы, применяемых в электроакустике, гидроакустике,в системах автоматического распознавания речевых и иных сигналов.Известно устройство для преобразования частотно-зависимых напряжений, содержащее датчик "частота-координата", детекторы интеграторы, разностные схемы Я .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для преобразования частотно-зависимых напряжений, содержащее датчик фчастота-координата", первые и вторые детекторы, блоки вычитания и интеграторы, формирователи прямоугольных импульсов и умножители 21 .Однако эти устройства обладают невысокой точностью.Цель изобретения - повышение точности устройства.Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для преобразования частотно-зависимых напряжений,содержащем датчик "частота-координата", первые и вторые детекторы,блоки вычитания и интеграторы, выходы датчика "частота-координата" соединены со входами соответствующих первых детекторов, выходы которых подключены к первому входу соответствующих блоков гычитания, вторОЙ вход каждого из которых соединен с выходом соответству 1 ощего, начиная с четвертого, первого детектора, выходы каждого из блоков вычитания через соответствующие последователь" но соединенные интегратор. и второй детектор подключены к выходам устройства.На фиг. 1 изображенапредлагаемого устройства эпюры напряжений;Схема устройства для преобразования частотно-зависимых напряжений содержит датчик 1 "частотакоординатаф, первые детекторы 2, блоки 3 вычитания, интеграторы 4 и вторые детекторы 5.На фиг. 2 позициями 6-7 обоз чена эпюры выходных напряжений новного отвода датчика 1; 8-9 эпюры выходных напряжений вспомогательного отвода датчика 1; 10 и 11- эпюры выходных напряжений первого детектора 2, соединенного с основ25 ным отводом датчика 1; 12 и 13 эпюры выходных напряжений первого детектора 2, соединенного с вспомогательным отводом датчика 1; 14 и 15 - эпюры выходных напряжений блОка 3 вычитания; 16 и 17 - эпюры выходных напряжений интегратора 4;18 и 19 - эпюры выходных напряжений второго детектора 5.Эпюры 6, 8, 10,. 12, 14, 16, 18 для случая сдвига фаз, равного 180о эпюры 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 для случая сдвига фаз, не равного 180Устройство работает следующим образом.Входной сигнал Ч преобразуется датчиком 1 "частота-координата", который обладает таким свойством, что при синусоидальных входных сигналах определенных частот выходные напряжения на определенных парах отводов (в зависимости от частоты входного сигнала на первом и четвертом, втором и пятом выходах датчика 1 и т.д,) имезт относительный фазовый сдвиг 180 (Фиг.2, эпюры 6 и 8). При изменении частоты входного сигнала Фазовый сдвиг будет отличаться от 180 (э:юры 7 и 9).Выходные напряжения отводов датчика детектируются безынерционными однополупериодными первыми детекторами 2 (эпюры 10, 12 и 11, 13) и подаются на блоки 3 вычитания (эпюры 14 и 15).С выхода блока 3 вычитания сигнал подается на интегратор 4 с малой постоянной времени. Интегратор 4 представляет собою фильтр низких частот, отчасти сглаживающий сигнал и выделяющий постоянную составляющую, которая может иметь разный знак и 40 величину н зависимости от среднего значения напряжения детектированных полуволн сигналов, полученных с отводов,датчика 1 (эпюры 16 и 17),Выходное напряжение интегратора 4 45 детектируется однополупериодным вторым детектором 5 (зпюры 18 и 19).Аналогичные операции происходят во всех. каналах устройства.Для каждого канала, соединенного 50 с определенной парой выходных отводов датчика 1, имеется лишь одно значение частоты, при которой будет иметь место фазовый сдвиг на 180 При сигнале, данной частоты на выходе второго детектора 5 будет наблюдаться максимальное напряжение, так как полуводна, поступающая на отрицательный вход блока 3 вычитания, не будет вычитаться из полуво 3 тны, поступившей на первый (положительный) вход 60 (эпюра 14). При изменении частоты входного сигнала сдвиг фаз будет отличаться от 1800, полуволны сигналон, снимаемых с отводов датчика 1, будут в определенной степени перекры ваться во времени и соответстнующие части их подавятся при вычитании (эпюры 15).В результате указанных операций в предлагаемом устройстве повышается его точность, реализуется обострение частотных характеристик датчика "частота-координата" и эффект взаимного подавления частотных компонент сложных сигналов.Устройство позволяет таким образом существенно обострить эффективнуи частотную характеристику датчика "частота-координата" (т.е, параллельного спектрального анализатора) при весьма малых изменениях времени реакции системы (или даже вообще без какого-либо увеличения этого времени при соответствующе подобранных частотно-амплитудной и частотно-Фазовой характеристиках датчика 1 и нулевой постояннои времени интегратора 4); воспроизвести эффект контрастного влияния частотных компонент на спектральных изображениях сложных сигналов.Применение устройства в динамических спектрографах типа "Видимая речь" и иных анализаторах позволяет получать изображения речевых и иных сигналов с более выраженными спектральными особенностями (в частности н отношении "формант. ной структуры" ). Получаемые изображения существенно приближаются к "слуховому спектру", это должно определенным образом повысить эффективность использования спектрографии в фонетике, биоакустике, акустике шумов и др.Применение устройства в автоматических системах распознавания звуконых и иных сигналов (автоматическое распознавание речи и индивидуальности дикторов, автоматические устройства гидроакустики и др.) обеспечивает определенный технический и зкономический эффект, так как устройство позволяет получить изменение принципиальных свойств и измерительных возможностей анализатора путем использования схемы, которая может быть ныполнена на базе простых, надежных, в принципе стабильных и не требующих регулировок элементов.формула изобретенияУстройство для преобразования частотно-зависимых напряжений,содержащее датчик "частота-координата". первые и вторые детекторы, блоки вычитания и интеграторы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем ныходы датчика ":астота-координата" соединены со входами соответ822071 80 Ч Ф 780 ВНИИПИ Заказ 1841/6 Тираж 732 Подписное иг. 2 ствующих первых детекторов, выходыкоторых подключены к первому входусоответствующих блоков вычитания,второй вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего,начиная с четвертого, первого детектора, выходы каждого из блоков вычитания через соответствующие последовательно соединенные интегратор и второй детектор подКлючены к выходам устройства,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Лабутин В.К., Молчанов А.Г..Модели механизмов слуха, М., "Энергияф, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР 9 393691, кл. С 01 й 23/16, 29.10.71.